2021年9月24日，《科學》雜志在線發表了我國科研人員在淀粉人工合成方面取得的重大突破性成果。這項研究在國際上首次實現了二氧化碳到淀粉的從頭合成，一經公布，引發廣泛關注，網友稱之為“空氣變饅頭”。2024年3月18日，央視新聞客戶端推送了對中國科學院天津工業生物技術研究所原所長馬延和的專訪，消息顯示，如今，該項目已經進入工程測試階段，向產業化又邁進了一大步。

二氧化碳合成的淀粉

中國科學院天津工業生物技術研究所成立于2012年，馬延和參與籌建并擔任第一任所長。二氧化碳合成淀粉是他上任后，舉全所之力推動的重大項目。

最終，天津工業生物技術研究所聯合大連化物所，通過合成生物學手段，首次實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。

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馬延和介紹相關成果

這份淀粉樣品代表的是科學上從0到1的一次突破。在這之前，淀粉的真正制造者是綠色植物，也只有綠色植物的光合作用才能把二氧化碳和水合成為淀粉。

擺脫植物進行二氧化碳固定是科學家多年來的夢想，合成生物學被認為是影響未來的顛覆性技術。模擬自然作物光合作用，重新設計生命合成代謝過程，設計人工生物系統，不依賴植物種植進行淀粉制造，潛藏著驚人的變革前景。

植物制造淀粉是通過一系列生化反應實現的，以玉米為例，它的過程涉及60多步代謝反應，太陽能的利用效率不足2%。人工合成淀粉的目的是提高效率，馬延和與團隊所做的事情，是尋找步驟最少、效率最高的路徑，在實驗室內將二氧化碳合成為淀粉。

實驗取得了成功

在馬延和設想的車間里，二氧化碳成為原料，不但可以轉化成淀粉，還可以轉化成蛋白質、糖類。為了這項突破，馬延和帶領團隊努力了近十年時間。

“從二氧化碳到淀粉的人工合成”克服了化學和生物協同催化的障礙，實現利用高密度的電氫能合成淀粉分子，跨越了生化反應能量傳遞的鴻溝，理論能量轉化效率是玉米的3.5倍。

未來從二氧化碳到淀粉的人工合成技術如果具有經濟可行性，工業車間制造淀粉將會實現，與農業種植相比，可以節省超過90%的土地和淡水資源，并且消除化肥和農藥對環境的負面影響，必將帶來一場新的產業變革，對于保障糧食安全、促進社會經濟可持續、高質量發展具有重大戰略性意義。

墻上是400多項專利

2018年之后，馬延和帶領團隊不斷優化路徑，不斷重復實驗，并借助先進的技術手段，來降低二氧化碳合成淀粉的轉化成本。去年底，因任期結束，馬延和從研究所所長的位置上退了下來，但他并沒有停歇。他表示，樂觀一點的話，我們還需要幾年時間。

公開資料顯示，馬延和，男，漢族，1961年10月生，河北鹽山人，農工黨成員，1983年8月參加工作，在職研究生學歷，工學博士，研究員。1983年8月南開大學生物系微生物學專業大學畢業后，到中國科學院微生物研究所從事科研工作，2007年3月起，先后任中國科學院天津工業生物技術研究與發展中心籌建工作組組長、中國科學院天津工業生物技術研究所籌建工作組副組長、工業酶國家工程實驗室主任。2012年10月起，任中國科學院天津工業生物技術研究所所長。2021年1月當選農工黨天津市委會主委、天津市第十七屆人大常委會副主任。